Optimierung der PLLA Matrix basierten heterotopen Hepatozyten-Transplantation mittels Tissue Engineering, eine Langzeit in vivo Studie

Abstract

Einleitung: Eines der größten Probleme der Zelltransplantation ist der hohe Anfangsverlust von über 95% der Zellen. Ziel dieser Studie war es, zu prüfen, ob eine in vitro Konditionierung der Hepatozyten zu Spheroiden in der matrixbasierten heterotopen Zelltransplantation über die Schaffung einer der physiologischen Nanoumgebung ähnlicheren Situation zu einer erhöhten Transplantationseffizienz führt. Um eine Suppression der transplantierten Zellen zu umgehen, untersuchten wir außerdem eine Stimulation der heterotopen Hepatozyten durch einen portocavalen Shunt. Methoden: Eingeteilt in vier Gruppen erhielten die Tiere (Lewisratten) Hepatozyten, die zuvor mithilfe einer Kollagenaseverdautechnik isoliert worden waren. Diese wurden als Einzelzellen implantiert oder vorher zu Spheroiden auf PLLA-Matrizes angezüchtet (3-tägige Flusskultur). Bei zwei der Gruppen wurde eine portocavaler Shunt angelegt. Um den zeitlichen Verlauf beurteilen zu können, explantierten wir nach 1, 4, 12 und 24 Wochen und führten morphometrische und morphologische Analysen durch. Ergebnis: Insgesamt wurden 272 Matrizes aus 68 Versuchstieren explantiert. Dabei zeigte sich in der histologischen Aufarbeitung, dass in allen Gruppen zu allen Zeitpunkten vitales heterotopes Lebergewebe gebildet wurde, welches eine über die gesamte Versuchszeit immunhistochemisch nachweisbare Proliferationsaktivität zeigte. Die Vorkultur der Hepatozyten führte zu einem hochsignifikanten Anstieg der normalisierten Gesamtzellmenge auf bis zu 75% gemessen nach 24 Wochen gegenüber 25% in der Einzelzelltransplantation. Wohingegen der portokavale Shunt keine weitere Steigerung der normalisierten Gesamtzellmenge brachte aber die Hepatozyteneinzelareale signifikant vergrößerte. Wir konnten in den heterotopen Hepatozyten immunhistochemisch ein leberähnliches Zytoskelett und histologisch eine intakte Glykogenspeicherung demonstrieren. Darüber hinaus ist uns der erste Nachweis eines sich formierenden Gallekanalikulisystems in den mesenterial implantierten Matrizes gelungen. Diskussion: Anhand dieser Daten konnten wir zeigen, dass eine Vorkultur die normalisierte Gesamtzellmenge nach Transplantation deutlich verbessert und deshalb Eingang in die Standards der Zelltransplantation finden sollte.